(57)【要約】【課題】  １つの半導体装置内に搭載された複数の半導体チップおよび回路の、動作時に発生する熱の伝導方向を制御し、相互に熱の影響を抑制することにより、半導体チップの回路設計を容易にし、また、半導体装置を正常かつ安定に動作させる。【解決手段】  イメージセンサーチップのパッドを含む制御ロジック回路と、フォト素子のアレイ回路との間に、金属シリコンを加工して、熱抵抗を高くした状態で形成された高熱抵抗領域１５を備え、また、イメージセンサーチップのパッドを含む制御ロジック回路と配線基板との間に熱伝用支柱２５を備える。高熱抵抗領域１５と熱伝用支柱２５の存在によって、フォト素子のアレイ回路への熱伝導方向を制御する。【選択図】  図５
2006245215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板と、
前記配線基板上に配置された熱発生源となる第１の半導体チップと、
前記第１の半導体チップ上に配置され、半導体チップの回路形成面に形成された熱発生源となる第１の回路形成領域と、前記第１の回路形成領域に隣り合う第２の回路形成領域と、前記第１の回路形成領域と前記第２の回路形成領域との間に熱抵抗を高くした状態で形成された高熱抵抗領域とからなる第２の半導体チップと、
前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとの間における、前記第２の半導体チップの第２の回路形成領域の下に形成された断熱材と、
前記第２の半導体チップの第１の回路形成領域の下に、前記断熱材よりも熱伝導率を高くした状態で形成された高熱伝導領域と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域を、半導体チップの２辺もしくは１辺に集めて配置した、ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記断熱材が、前記第１の半導体チップの回路形成面以外に設けられ、
前記第２の半導体チップが、前記第１の回路形成領域を除いて前記第１の半導体チップ上に配置され、
前記高熱伝導領域が、熱伝用支柱にて形成されている、ことを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記熱伝用支柱が、前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域における裏面の金属シリコンを厚くして形成される凸部からなる、ことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記熱伝用支柱が、前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域の下に位置する前記配線基板を厚くして形成される凸部からなる、ことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記断熱材が、熱伝導率を低くした電磁波シールド樹脂からなる、ことを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２の半導体チップがセンサーチップであって、前記高熱抵抗領域に保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成した、ことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載する半導体装置。
【請求項８】
配線基板上に熱発生源となる第１の半導体チップを配置し、前記第１の半導体チップ上に半導体チップの回路形成面に形成された熱発生源となる第１の回路形成領域と，前記第１の回路形成領域に隣り合う第２の回路形成領域と，前記第１の回路形成領域と前記第２の回路形成領域との間に熱抵抗を高くした状態で形成された高熱抵抗領域とからなる第２の半導体チップを配置してなる半導体装置の製造方法であって、
前記第１の半導体チップを前記配線基板上に配置するとともに、前記第１の半導体チップの外部接続電極と前記配線基板の基板接続電極とを電気接続する工程と、
前記第１の半導体チップと前記配線基板とをチップ固定用樹脂で固定するとともに、前記第１の半導体チップと前記配線基板との間の隙間を前記チップ固定用樹脂で封止する工程と、
前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとの間における、前記第２の半導体チップの第２の回路形成領域の下に断熱材を配し、前記第２の半導体チップの第１の回路形成領域の下に、前記断熱材よりも熱伝導率を高くした状態で形成された高熱伝導領域を配して、前記第２の半導体チップを前記第１の半導体チップ上に積層配置する工程と、
前記第２の半導体チップの外部接続電極と前記配線基板の基板接続電極とを電気接続する工程と、
前記配線基板の両半導体チップ配置面を、前記第１，第２の半導体チップとともに、封止用樹脂で封止する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記第２の半導体チップがセンサーチップであって、前記高熱抵抗領域に保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成する工程を、
さらに含むことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置およびその製造方法に関し、特に半導体チップが動作時に発生する熱の伝導方向を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化、高機能化および高速化に伴って、１つの半導体チップ内に様々な機能を持った回路を複数搭載する技術が開発されてきた。
【０００３】
しかし、半導体チップに様々な機能を持った回路を複数搭載した場合、半導体チップ全体の発熱量が多くなる傾向が強い。そこで、信頼性確保のために、半導体チップに発生する熱を効率良くパッケージの外部に放散させる構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−６５６４号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体チップの生成熱を半導体装置の外部へ効率良く逃がすことができるとしても、半導体チップを形成する金属シリコンの熱伝導率が高いため、半導体チップ内では一部の回路で発生した熱が隣接する回路に伝導してしまう。そのため、同一半導体チップ上に、熱の発生源となる回路（例えば高速動作する大消費電力の回路）と、温度上昇により特性が著しく変化してしまう受熱側の回路（例えばアナログ回路）とを搭載するような場合において、受熱側回路は、大きな温度変化に対処できるよう十分に余裕のある温度設計を行う必要がある。ところが、そのことが原因で受熱側回路の設計が困難なものになり、機能向上の妨げとなっている。
【０００５】
また、１つのパッケージ内に、受熱側回路を持った半導体チップを含む複数の半導体チップを積層した場合においても、金属シリコンの熱伝導率が高いため、半導体チップ内の熱源側回路が動作した際に発生した熱が、隣接する受熱側回路を持った半導体チップへ伝熱し、その結果、受熱側回路を持った半導体チップは、自らが動作する際に発生する熱に加えて他の半導体チップが発生する熱の影響をも受けてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情を鑑みて創作したものであり、様々な機能を持った回路を複数搭載した半導体装置において、受熱側回路の回路設計を容易にし、長期間にわたり正常かつ安定して動作させることができる小型で信頼性の高い半導体装置およびその製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による半導体装置は、配線基板と、前記配線基板上に配置された熱発生源となる第１の半導体チップと、前記第１の半導体チップ上に配置される、半導体チップの回路形成面に形成された熱発生源となる第１の回路形成領域と、前記第１の回路形成領域に隣り合う第２の回路形成領域と、前記第１の回路形成領域と前記第２の回路形成領域との間に、前記半導体チップの裏面を部分的に薄くした凹部の形成によって構成されている、また別の態様として、前記半導体チップの前記回路形成面で回路の存在しない空白領域を部分的に薄くした凹部の形成、または穴の開口によって構成されている、また別の態様として、前記第１の回路形成領域と前記第２の回路形成領域との間に特性の異なる金属を配することによって構成されている、熱抵抗を高くした状態で形成された高熱抵抗領域とを備えた構成とされている。
【０００８】
上記の構成において、前記第１の回路形成領域は、例えば、高速で動作する消費電力の大きな回路である。第２の回路形成領域は、例えば、温度上昇により特性が著しく変化してしまう回路（アナログ回路など）である。第１の回路形成領域と第２の回路形成領域との間の領域（金属シリコン）を加工し、高熱抵抗領域を構成することで、半導体チップが動作時に発生する熱の伝導方向が制御される。高熱抵抗領域の存在により、第２の回路形成領域が過剰に温度上昇するのを抑制する。すなわち、第２の回路形成領域にある受熱側回路は、熱源側回路からの熱の影響を受けにくいものとなる。
【０００９】
さらに、配線基板上に配置された熱発生源となる第１の半導体チップと、第２の半導体チップとの間にあるチップ固定用樹脂の熱伝導率を制御し、受熱側回路である第２の回路形成領域と、熱発生源となる第１の回路形成領域および第１の半導体チップとを分離する様に熱伝導経路を形成することで、半導体装置全体で受熱側回路は、熱源側回路および熱源側チップからの熱の影響を受けにくいものとなる。
【００１０】
その結果、受熱側回路は、自らが動作する際に発生した熱の影響のみ考慮すればよくなる。したがって、半導体チップの回路設計を容易にし、また、長期間にわたり正常かつ安定に動作させることができる小型・高信頼性の半導体装置を提供できる。
【００１１】
上記の構成において、前記半導体装置については、その１つの態様として、前記第１の回路形成領域と前記第２の回路形成領域との間に熱抵抗を高くした状態で形成された高熱抵抗領域と、前記第２の半導体チップの第２の回路形成領域の下に形成された断熱材と、前記第２の半導体チップの第１の回路形成領域の下に、前記断熱材よりも熱伝導率を高くした状態で形成された高熱伝導領域とを備えているものが好ましい。これによれば、半導体装置全体として受熱側回路である前記第２の回路形成領域は、熱源側回路である前記第１の回路形成領域および熱源側チップである前記第１の半導体チップからの熱の影響を受けにくいものとなる。
【００１２】
また、上記の構成において、前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域を、半導体チップの２辺もしくは１辺に集めて配置しているものが好ましい。これによれば、前記第２の回路形成領域への熱伝導経路を削減できるとともに、前記高熱抵抗領域の形成を容易にすることができ、また半導体装置全体も小さいものとなる。
【００１３】
また、上記の構成において、前記第１の半導体チップの回路形成面以外に断熱材を配し、前記第１の半導体チップ上に、前記第２の半導体チップを前記第１の回路形成領域を避けて配置し、前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域の下に、前記高熱伝導領域として熱伝用支柱を備えているものが好ましい。これによれば、受熱側回路である前記第２の回路形成領域と、熱発生源となる前記第１の回路形成領域および前記第１の半導体チップとの熱伝導経路を分離することができ、さらに、前記熱伝用支柱の熱伝導率が金属シリコンと同様に高いことから、前記第１の回路形成領域で発生した熱が前記熱伝用支柱を通って速やかに前記配線基板に放熱されることから、前記構成に比べ、半導体装置全体として受熱側回路である前記第２の回路形成領域は、熱源側回路である前記第１の回路形成領域および熱源側チップである前記第１の半導体チップからの熱の影響をより受けにくいものとなる。
【００１４】
また、上記の構成において、前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域の裏面の金属シリコンを厚くし、凸部を形成することによって前記熱伝用支柱を構成しているものが好ましい。これによれば、異なる材質を貼り合わせたことにより発生する不具合、例えば、剥離の発生を少なくできるとともに、部品数を削減することができる。
【００１５】
また、上記の構成において、前記第２の半導体チップの前記第１の回路形成領域の下に位置する前記配線基板を厚くし、凸部を形成することによって前記熱伝用支柱を構成しているものが好ましい。これによれば、前記第２の半導体チップを、回路形成面を下にして搭載することができる。
【００１６】
また、上記の構成において、前記第１の半導体チップの回路形成面以外に配した断熱材に、熱伝導率を低くした電磁波シールド樹脂を使用するものが好ましい。これによれば、第１の半導体チップが高速で動作することにより発生する熱の影響とともに、電磁波の影響についても受けにくいものとなる。
【００１７】
また、上記の構成において、前記第２の半導体チップにセンサーチップを使用した場合に、前記第２の半導体チップの前記高熱抵抗領域に、保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成することが好ましい。これによれば、前記第２の半導体チップ（センサーチップ）に対して精度の高い保護ガラス、レンズの位置合わせができる。
【００１８】
上記は半導体装置の発明についてであったが、以下では半導体装置の製造方法の発明について説明する。
【００１９】
対象となる半導体装置は、上記のように、前記配線基板上に配置された熱発生源となる前記第１の半導体チップと、前記第１の半導体チップ上に配置された、熱発生源となる前記第１の回路形成領域と、前記第１の回路形成領域に隣り合う前記第２の回路形成領域と、前記第１の回路形成領域と前記第２の回路形成領域との間に熱抵抗を高くした状態で形成された前記高熱抵抗領域とを備えた前記第２の半導体チップとを積層配置されてなる半導体装置である。
【００２０】
すなわち、本発明による半導体装置の製造方法は、前記第１の半導体チップを前記配線基板上に配置するとともに、前記第１の半導体チップの外部接続電極と前記配線基板の基板接続電極とを電気接続する工程と、前記第１の半導体チップと前記配線基板とをチップ固定用樹脂で固定するとともに、前記第１の半導体チップと前記配線基板との間の隙間を前記チップ固定用樹脂で封止する工程と、前記第１の半導体チップと前記第２の半導体チップとの間における、前記第２の半導体チップの第２の回路形成領域の下に断熱材を配し、前記第２の半導体チップの第１の回路形成領域の下に、前記断熱材よりも熱伝導率を高くした状態で形成された高熱伝導領域を配して、前記第２の半導体チップを前記第１の半導体チップ上に積層配置する工程と、前記第２の半導体チップの外部接続電極と前記配線基板の基板接続電極とを電気接続する工程と、前記配線基板の両半導体チップ配置面を、前記第１，第２の半導体チップとともに、封止用樹脂で封止する工程とを含むものである。
【００２１】
このような手順により、半導体装置全体として受熱側回路である前記第２の回路形成領域は、熱源側回路である前記第１の回路形成領域および熱源側チップである前記第１の半導体チップからの熱の影響を受けにくいゆえに、回路設計が容易で、長期間にわたり安定に動作する半導体装置の製造を合理的に進めることができる。
【００２２】
また、上記の構成の製造方法において、前記第２の半導体チップがセンサーチップであって、前記高熱抵抗領域に保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成する工程をさらに含む態様がある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、半導体チップが動作時に発生する熱の伝導方向を制御する構造を有するので、受熱側回路は、自らが動作する際に発生した熱の影響のみ考慮すればよく、半導体チップの回路設計を容易にし、また、半導体チップを長期間にわたり正常かつ安定して動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明にかかわる半導体装置およびその製造方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１を図１ないし図４を用いて説明する。
【００２６】
図１，３は半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図、図２は上から見たときの模式図、図４は半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【００２７】
図１ないし図３において、１１は第１の半導体チップ、１２は第２の半導体チップ、１３は発熱側回路となる第１の回路形成領域、１４は受熱側回路となる第２の回路形成領域、１５は高熱抵抗領域、１６は配線基板、１７は基板接続電極、１８は外部接続電極となるパッド、１９はボンディングワイヤ、２０はバンプ、２１は外部接続端子、２２は高熱伝導領域となる熱伝導率の高いチップ固定用樹脂、２３は断熱材となる熱伝導率の低いチップ固定用樹脂、２４は封止用樹脂である。
【００２８】
図１と図２に示すように、第２の半導体チップ１２に、熱抵抗を高くした状態で形成された高熱抵抗領域１５を形成する。従来、高熱抵抗領域１５がないものにおいては、金属シリコンの熱伝導率が高いことから、第１の回路形成領域１３で発生した熱の大部分が第２の回路形成領域１４に伝わっていた。その場合の熱伝導経路を高熱抵抗領域１５の存在で変えていることになる。高熱抵抗領域１５の存在により、第２の回路形成領域１４が過剰に温度上昇するのを抑制することができる。
【００２９】
この場合、第２の半導体チップ１２には、一例としてはイメージセンサーチップを好適例として挙げることができる。
【００３０】
また、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３を、半導体チップの２辺もしくは１辺に集めて配置しているものが好ましい。これによれば、第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４が隣り合う面積が小さくなることから、第２の回路形成領域１４への熱伝導経路を削減できるとともに、高熱抵抗領域１５の形状も単純となり、容易に形成することができる。
【００３１】
図１，２の例は、回路形成領域１３を半導体チップの２辺に集めて配置したものであるが、回路形成領域１３を半導体チップの１辺に集めて配置した場合には、第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に一直線状に高熱抵抗領域１５が形成される。
【００３２】
なお、図３に示す半導体装置は、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３を、半導体チップの２辺もしくは１辺に集めて配置することなく構成された本実施の形態の半導体装置の一例である。すなわち、第１の回路形成領域１３は半導体チップの４辺に沿って形成され、第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４が４辺にて隣り合い、高熱抵抗領域１５は第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に沿って矩形に形成されている。
【００３３】
また、第１の回路形成領域１３には、一例としてはイメージセンサーチップのパッドを含む制御ロジック回路を好適例として挙げることができる。
【００３４】
また、第２の回路形成領域１４には、一例としてはイメージセンサーチップのフォト素子のアレイ回路を好適例として挙げることができる。
【００３５】
また、高熱抵抗領域１５の形成には、一例としては第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４との間の裏面を部分的に薄くした凹部の形成を好適例として挙げることができる。また別の例として、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４との間で回路の存在しない空白領域を部分的に薄くした凹部の形成、または穴の開口を好適例として挙げることができる。また別の例として、第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４との間に特性の異なる金属を配することを好適例として挙げることができる。
【００３６】
半導体装置は、配線基板１６に、第１の半導体チップ１１の回路形成面を下にして搭載し、第１の半導体チップ１１のパッド１８と基板接続電極１７とをバンプ２０で電気接続する。第１の半導体チップ１１と配線基板１６とを熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２で固定するとともに、第１の半導体チップ１１と配線基板１６との間の隙間を封止する。第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と、第１の半導体チップ１１が重なる部分に、熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を設け、第２の半導体チップ１２の第２の回路形成領域１４と、第１の半導体チップ１１が重なる部分に、熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を設ける。第１の半導体チップ１１の上に、第２の半導体チップ１２の回路形成面を上にして積層配置するとともに固定し、第２の半導体チップ１２のパッド１８と配線基板１６の基板接続電極１７とをボンディングワイヤ１９で電気接続する。配線基板１６の半導体チップ配置面を、第１の半導体チップ１１、第２の半導体チップ１２とともに封止用樹脂２４で封止し、配線基板１６の裏面に、例えば半田バンブから構成される、外部接続端子２１を取り付ける。
【００３７】
従来、第１の半導体チップ１１と第２の半導体チップ１２との間にあるチップ固定用樹脂の熱伝導率を制御していないものにおいては、金属シリコンの熱伝導率が高いことと、第１の半導体チップ１１と第２の半導体チップ１２との向かい合う面積が広いことから、第１の半導体チップ１１で発生した熱の一部が第２の半導体チップ１２上の第２の回路形成領域１４に伝わっていた。そこで、熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２と熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を用いて、受熱側回路である第２の回路形成領域１４と、熱発生源となる第１の半導体チップ１１の熱伝導経路を分離するように制御することにより、半導体装置全体として第２の回路形成領域１４に対する熱の影響を緩和することができる。
【００３８】
この場合、熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２は、好適例として具体的に、エポキシ樹脂に、半導体装置に使用するエポキシ樹脂に熱伝導率を高めるために一般的に添加される、アルミナ（Al2O3）やシリカ（SiO2）よりも熱伝導率の高い物質、例えば、窒化アルミニウム（AlN）を添加したものを挙げることができる。
【００３９】
また、熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３は、好適例として具体的に、エポキシ樹脂に、エポキシ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂、例えば、アクリル樹脂を配合したものを挙げることができる（半導体装置に使用するエポキシ樹脂に熱伝導率を高めるために一般的に添加される、アルミナ（Al2O3）やシリカ（SiO2）についても添加していない）。
【００４０】
また、封止用樹脂２４は、配線基板１６より熱伝導率が低い樹脂材料から構成される。このような封止用樹脂２４の熱伝導率の設定は、第１の半導体チップ１１や第２の半導体チップ１２で生じた熱を優先的に配線基板１６に伝熱させるために実施される。封止用樹脂２４は、好適例として具体的に、エポキシ樹脂を挙げることができる。
【００４１】
次に、図４に示すフローチャートを用いて、図１，２に示した半導体装置の製造工程について説明する。
【００４２】
ステップＳ１１において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に、高熱抵抗領域１５を形成する。
【００４３】
次いで、ステップＳ１２において、第１の半導体チップ１１のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【００４４】
次いで、ステップＳ１３において、第１の半導体チップ１１の回路形成面を配線基板１６に対向させて、第１の半導体チップ１１を配線基板１６に実装して両者を電気接続する。
【００４５】
次いで、ステップＳ１４において、第１の半導体チップ１１と配線基板１６の隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【００４６】
次いで、ステップＳ１５において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と、第１の半導体チップ１１が重なる部分に、熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填する。
【００４７】
次いで、ステップＳ１６において、第２の半導体チップ１２の第２の回路形成領域１４と、第１の半導体チップ１１が重なる部分に、熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を充填する。
【００４８】
次いで、ステップＳ１７において、第１の半導体チップ１１の上に、第２の半導体チップ１２の回路形成面を上にして積層配置するとともに固定する。
【００４９】
次いで、ステップＳ１８において、第２の半導体チップ１２のパッド１８と配線基板１６の基板接続電極１７とをボンディングワイヤ１９で電気接続する。
【００５０】
次いで、ステップＳ１９において、配線基板１６の半導体チップ配置面を、第１の半導体チップ１１、第２の半導体チップ１２とともに封止用樹脂２４で封止する。
【００５１】
次いで、ステップＳ２０において、配線基板１６に半田バンプ等からなる外部接続端子２１を形成することで、半導体装置を完成させる。
【００５２】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図５ないし図７を用いて説明する。
【００５３】
図５は半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図、図６は上から見たときの模式図、図７は半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【００５４】
本実施の形態の半導体装置は、第１の半導体チップ１１の２辺もしくは１辺と並行して、熱伝用支柱２５が配置されている。また、第１の半導体チップ１１の回路形成面以外に、熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３が設けられている。さらに、第１の半導体チップ１１の上に、第２の半導体チップ１２の回路形成面を上にし、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３が熱伝用支柱２５の上に位置するように積層配置するとともに固定されている。
【００５５】
これにより、受熱側回路である第２の回路形成領域１４と、熱発生源となる第１の回路形成領域１３および第１の半導体チップ１１との熱伝導経路を効率的に分離することができる。さらに、熱伝用支柱２５の熱伝導率が金属シリコンと同様に高いことから、第１の回路形成領域１３で発生した熱が熱伝用支柱２５を通って速やかに配線基板１６に放熱されることになる。
【００５６】
この場合、熱伝用支柱２５は上記したように、熱伝導率が金属シリコンと同様に高いものであるため、その材質は伝熱性能の高いものが要求される。好適には、例えば、金属アルミや金属銅が用いられる。
【００５７】
次に、図７に示すフローチャートを用いて、図５，６に示した半導体装置の製造工程について説明する。
【００５８】
この製造方法は、図４で説明した半導体装置の製造方法の変形であり、同一ないし同一の工程には、同一のステップ番号を付している。図４のステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７に代えて、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３が特徴である。
【００５９】
ステップＳ１１において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に、高熱抵抗領域１５を形成する。
【００６０】
次いで、ステップＳ１２において、第１の半導体チップ１１のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【００６１】
次いで、ステップＳ１３において、第１の半導体チップ１１の回路形成面を配線基板１６に対向させて、第１の半導体チップ１１を配線基板１６に実装して両者を電気接続する。
【００６２】
次いで、ステップＳ１４において、第１の半導体チップ１１と配線基板１６の隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【００６３】
次いで、ステップＳ２１において、第１の半導体チップ１１の２辺もしくは１辺と並行して熱伝用支柱２５を配置する。
【００６４】
次いで、ステップＳ２２において、第１の半導体チップ１１の回路形成面以外に熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を充填する。
【００６５】
次いで、ステップＳ２３において、第１の半導体チップ１１の上に、第２の半導体チップ１２の回路形成面を上にし、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３が熱伝用支柱２５の上に位置するように積層配置するとともに固定する。
【００６６】
次いで、ステップＳ１８において、第２の半導体チップ１２のパッド１８と配線基板１６の基板接続電極１７とをボンディングワイヤ１９で電気接続する。
【００６７】
次いで、ステップＳ１９において、配線基板１６の半導体チップ配置面を、第１の半導体チップ１１、第２の半導体チップ１２とともに封止用樹脂２４で封止する。
【００６８】
次いで、ステップＳ２０において、配線基板１６に半田バンプ等からなる外部接続端子２１を形成することで、半導体装置を完成させる。
【００６９】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３を図８および図９を用いて説明する。
【００７０】
図８は半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図、図９は半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【００７１】
本実施の形態の半導体装置は、第１の半導体チップ１１の２辺もしくは１辺と並行して、図５，６に示した熱伝用支柱２５の代わりに、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３の裏面における金属シリコンを厚くしてなる凸部１２ａを形成したものであり、熱伝用支柱２５を配置した場合と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
これによれば、異なる材質を貼り合わせたことにより発生する不具合、例えば、剥離の発生を少なくできるとともに、部品数を削減することができる。
【００７３】
次に、図９に示すフローチャートを用いて、図８に示した半導体装置の製造工程について説明する。
【００７４】
この製造方法は、図７で説明した半導体装置の製造方法の変形であり、同一ないし同一の工程には、同一のステップ番号を付している。図７のステップＳ１１の前にステップＳ３１を追加し、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３に代えてステップＳ２２，Ｓ３２，Ｓ３３としたことが特徴である。
【００７５】
ステップＳ３１において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３の裏面に凸部１２ａを形成する。
【００７６】
次いで、ステップＳ１１において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に、高熱抵抗領域１５を形成する。
【００７７】
次いで、ステップＳ１２において、第１の半導体チップ１１のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【００７８】
次いで、ステップＳ１３において、第１の半導体チップ１１の回路形成面を配線基板１６に対向させて、第１の半導体チップ１１を配線基板１６に実装して両者を電気接続する。
【００７９】
次いで、ステップＳ１４において、第１の半導体チップ１１と配線基板１６の隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【００８０】
次いで、ステップＳ２２において、第１の半導体チップ１１の回路形成面以外に熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を充填する。
【００８１】
次いで、ステップＳ３２において、第１の半導体チップ１１の上に、第２の半導体チップ１２を裏面に形成した凸部１２ａを避けて、かつ回路形成面を上にして積層配置するとともに固定する。
【００８２】
次いで、ステップＳ３３において、第２の半導体チップの裏面に形成した凸部１２ａと配線基板１６の隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【００８３】
次いで、ステップＳ１８において、第２の半導体チップ１２のパッド１８と配線基板１６の基板接続電極１７とをボンディングワイヤ１９で電気接続する。
【００８４】
次いで、ステップＳ１９において、配線基板１６の半導体チップ配置面を、第１の半導体チップ１１、第２の半導体チップ１２とともに封止用樹脂２４で封止する。
【００８５】
次いで、ステップＳ２０において、配線基板１６に半田バンプ等からなる外部接続端子２１を形成することで、半導体装置を完成させる。
【００８６】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４を図１０および図１１を用いて説明する。
【００８７】
図１０は半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図、図１１は半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【００８８】
本実施の形態の半導体装置は、第１の半導体チップ１１の２辺もしくは１辺と並行して、図５，６に示した熱伝用支柱２５の代わりに、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３の下に位置する配線基板１６を厚くしてなる凸部１６ａを形成したものであり、熱伝用支柱２５を配置した場合と同様の効果を得ることができる。
【００８９】
これによれば、第２の半導体チップ１２を、回路形成面を下にして搭載することができる。
【００９０】
この場合、第２の半導体チップ１２には、一例としては裏面入射型イメージセンサーチップを好適例として挙げることができる。
【００９１】
次に、図１１に示すフローチャートを用いて、図１０に示した半導体装置の製造工程について説明する。
【００９２】
この製造方法は、図７で説明した半導体装置の製造方法の変形であり、同一ないし同一の工程には、同一のステップ番号を付している。図７のステップＳ１３の前にステップＳ４１を追加し、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３，Ｓ１８に代えてステップＳ２２，Ｓ４２，Ｓ４３，Ｓ４４としたことが特徴である。
【００９３】
ステップＳ１１において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に、高熱抵抗領域１５を形成する。
【００９４】
次いで、ステップＳ１２において、第１の半導体チップ１１のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【００９５】
次いで、ステップＳ４１において、配線基板１６に凸部１６ａを形成する。
【００９６】
次いで、ステップＳ１３において、第１の半導体チップ１１の回路形成面を配線基板１６に対向させて、第１の半導体チップ１１を配線基板１６に実装して両者を電気接続する。
【００９７】
次いで、ステップＳ１４において、第１の半導体チップ１１と配線基板１６の隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【００９８】
次いで、ステップＳ２２において、第１の半導体チップ１１の回路形成面以外に熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を充填する。
【００９９】
次いで、ステップＳ４２において、第２の半導体チップ１２のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【０１００】
次いで、ステップＳ４３において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３が配線基板１６に形成した凸部１６ａに、第２の半導体チップ１２の第２の回路形成領域１４が第１の半導体チップ１１の上になるよう、第２の半導体チップ１２の回路形成面を下にして実装して両者を電気接続する。
【０１０１】
次いで、ステップＳ４４において、第２の半導体チップ１２と配線基板１６に形成した凸部１６ａの隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【０１０２】
次いで、ステップＳ１９において、配線基板１６の半導体チップ配置面を、第１の半導体チップ１１、第２の半導体チップ１２とともに封止用樹脂２４で封止する。
【０１０３】
次いで、ステップＳ２０において、配線基板１６に半田バンプ等からなる外部接続端子２１を形成することで、半導体装置を完成させる。
【０１０４】
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５を図１２を用いて説明する。
【０１０５】
図１２は半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図である。
【０１０６】
本実施の形態の半導体装置は、第１の半導体チップ１１の回路形成面以外に、図１０に示した熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３の代わりに、熱伝導率の低い電磁波シールド樹脂２３ａを設けたものであり、第２の回路形成領域１４に対して、第１の半導体チップ１１が高速で動作することにより発生する熱の影響の緩和とともに、電磁波の影響についても緩和することができる。
【０１０７】
この場合、熱伝導率の低い電磁波シールド樹脂２３ａは、好適例として具体的に、エポキシ樹脂に、エポキシ樹脂よりも熱伝導率の低い樹脂、例えば、アクリル樹脂を配合し（半導体装置に使用するエポキシ樹脂に熱伝導率を高めるために一般的に添加される、アルミナ（Al2O3）やシリカ（SiO2）についても添加していない）、それに電磁波シールド性能を持たせるために炭素繊維を添加したものを挙げることができる。
【０１０８】
なお、図１２に示した半導体装置の製造工程については、図１１に示したフローチャートと同様である。
【０１０９】
（実施の形態６）
本発明の実施の形態６を図１３および図１４を用いて説明する。
【０１１０】
図１３は半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図、図１４は半導体装置の製造方法のフローチャートである。
【０１１１】
本実施の形態の半導体装置は、回路形成面を下にして搭載させたイメージセンサーチップからなる第２の半導体チップ１２に、高熱抵抗領域１５を構成するために形成された、第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４との間の裏面を部分的に薄くした凹部と、第２の半導体チップ１２の側面とにより、イメージセンサーチップのフォト素子のアレイ回路となる第２の回路形成領域１４の位置および形状を認識することができることから、その領域に保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成したものである。
【０１１２】
または、回路形成面を上にして搭載させたイメージセンサーチップからなる第２の半導体チップ１２に、高熱抵抗領域１５を構成するために形成された、第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４との間で回路の存在しない空白領域を部分的に薄くした凹部または穴と、第２の半導体チップ１２の側面とにより、イメージセンサーチップのフォト素子のアレイ回路となる第２の回路形成領域１４の位置および形状を認識することができることから、その領域に保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成したものである。
【０１１３】
これにより、イメージセンサーチップのフォト素子のアレイ回路の位置が認識しにくい場合、例えば、裏面入射型イメージセンサーチップに対しても精度の高い保護ガラス，レンズの位置合わせが可能となる。
【０１１４】
この場合、保護ガラス，レンズ位置合わせ用マークを形成した高熱抵抗領域１５ａは、金属シリコンと同等な熱膨張率を持ち、金属シリコンよりも熱伝導率の低い素材が要求される。好適例として具体的には、高熱抵抗領域１５に形成された凹部または穴に、着色した低融点ガラスを、第２の半導体チップ１２の裏面に突出した状態に形成する方法を挙げることができる。
【０１１５】
また、第２の半導体チップ１２の側面に形成する、保護ガラス，レンズの位置合わせ用マーク２６は、好適例として具体的に、封止用樹脂２４に使用するエポキシ樹脂を着色し、第２の半導体チップ１２の裏面に突出した状態に形成する方法を挙げることができる。
【０１１６】
なお、図における保護ガラス２７は、一例として、保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成した高熱抵抗領域１５ａと、保護ガラス，レンズの位置合わせ用マーク２６により設けられる保護ガラスをイメージしたものである。保護ガラス２７に限らず、保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークにより位置決めされて設けられるレンズであってもよい。
【０１１７】
次に、図１４に示すフローチャートを用いて、図１３に示した半導体装置の製造工程について説明する。
【０１１８】
この製造方法は、図１１で説明した半導体装置の製造方法の変形であり、同一ないし同一の工程には、同一のステップ番号を付している。図１１のステップＳ１１の後にステップＳ５１を追加し、ステップＳ４４の後にステップＳ５２を追加したことが特徴である。
【０１１９】
ステップＳ１１において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３と第２の回路形成領域１４の間に、高熱抵抗領域１５を形成する。
【０１２０】
次いで、ステップＳ５１において、高熱抵抗領域１５に保護ガラス、レンズ位置合わせ用マークを形成して高熱抵抗領域１５ａとする。
【０１２１】
次いで、ステップＳ１２において、第１の半導体チップ１１のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【０１２２】
次いで、ステップＳ４１において、配線基板１６に凸部１６ａを形成する。
【０１２３】
次いで、ステップＳ１３において、第１の半導体チップ１１の回路形成面を配線基板１６に対向させて、第１の半導体チップ１１を配線基板１６に実装して両者を電気接続する。
【０１２４】
次いで、ステップＳ１４において、第１の半導体チップ１１と配線基板１６の隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【０１２５】
次いで、ステップＳ２２において、第１の半導体チップ１１の回路形成面以外に熱伝導率の低いチップ固定用樹脂２３を充填する。
【０１２６】
次いで、ステップＳ４２において、第２の半導体チップ１２のパッド１８上にバンプ２０を形成する。
【０１２７】
次いで、ステップＳ４３において、第２の半導体チップ１２の第１の回路形成領域１３が配線基板１６に形成した凸部１６ａに、第２の半導体チップ１２の第２の回路形成領域１４が第１の半導体チップ１１の上になるよう、第２の半導体チップ１２の回路形成面を下にして実装して両者を電気接続する。
【０１２８】
次いで、ステップＳ４４において、第２の半導体チップ１２と配線基板１６に形成した凸部１６ａの隙間に熱伝導率の高いチップ固定用樹脂２２を充填して固定する。
【０１２９】
次いで、ステップＳ５２において、保護ガラス、レンズ位置合わせ用マークを形成した高熱抵抗領域１５ａの対角に位置する第２の半導体チップ１２の側面に、保護ガラス、レンズ位置合わせ用マーク２６を形成する。
【０１３０】
次いで、ステップＳ１９において、配線基板１６の半導体チップ配置面を、第１の半導体チップ１１、第２の半導体チップ１２とともに封止用樹脂２４で封止する。
【０１３１】
次いで、ステップＳ２０において、配線基板１６に半田バンプ等からなる外部接続端子２１を形成することで、半導体装置を完成させる。
【０１３２】
なお、本実施の形態の保護ガラス，レンズが保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークにより位置決めされて設けられる構成を、実施の形態１，２，３，５の半導体装置に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、１つの半導体装置内に搭載された複数の半導体チップおよび回路の、動作時に発生する熱の伝導方向を制御する技術等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】本発明の実施の形態１における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図２】本発明の実施の形態１における半導体装置を上から見たときの模式図
【図３】本発明の実施の形態１の変形例における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図４】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造方法について示すフローチャート
【図５】本発明の実施の形態２における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図６】本発明の実施の形態２における半導体装置を上から見たときの模式図
【図７】本発明の実施の形態２における半導体装置の製造方法について示すフローチャート
【図８】本発明の実施の形態３における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図９】本発明の実施の形態３における半導体装置の製造方法について示すフローチャート
【図１０】本発明の実施の形態４における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図１１】本発明の実施の形態４における半導体装置の製造方法について示すフローチャート
【図１２】本発明の実施の形態５における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図１３】本発明の実施の形態６における半導体装置を一部断面にして横から見たときの模式図
【図１４】本発明の実施の形態６における半導体装置の製造方法について示すフローチャート
【符号の説明】
【０１３５】
１１    第１の半導体チップ
１２    第２の半導体チップ
１２ａ  第２の半導体チップの裏面に形成した凸部（熱伝用支柱（高熱伝導領域））
１３    第１の回路形成領域
１４    第２の回路形成領域
１５    高熱抵抗領域
１５ａ  保護ガラス，レンズの位置合わせ用マークを形成した高熱抵抗領域
１６    配線基板
１６ａ  配線基板に形成した凸部（熱伝用支柱（高熱伝導領域））
１７    基板接続電極
１８    パッド（外部接続電極）
１９    ボンディングワイヤ
２０    バンプ
２１    外部接続端子
２２    熱伝導率の高いチップ固定用樹脂（高熱伝導領域）
２３    熱伝導率の低いチップ固定用樹脂（断熱材）
２３ａ  熱伝導率の低い電磁波シールド樹脂（断熱材）
２４    封止用樹脂
２５    熱伝用支柱（高熱伝導領域）
２６    保護ガラス，レンズの位置合わせ用マーク
２７    保護ガラス
【図１】
2006245215.tif 000003
【図２】
2006245215.tif 000004
【図３】
2006245215.tif 000005
【図４】
2006245215.tif 000006
【図５】
2006245215.tif 000007
【図６】
2006245215.tif 000008
【図７】
2006245215.tif 000009
【図８】
2006245215.tif 000010
【図９】
2006245215.tif 000011
【図１０】
2006245215.tif 000012
【図１１】
2006245215.tif 000013
【図１２】
2006245215.tif 000014
【図１３】
2006245215.tif 000015
【図１４】
2006245215.tif 000016